JP2017161024A - Sealing device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、密封装置に関し、特に、自動車または自動二輪車の油圧緩衝器(ショックアブソーバ)に装着される密封装置に関する。 The present invention relates to a sealing device, and more particularly to a sealing device mounted on a hydraulic shock absorber (shock absorber) of an automobile or a motorcycle.
従来、ショックアブソーバ、特に、単筒式ショックアブソーバは、1本のシリンダの中がフリーピストンによりオイル室とガス室とに分割され、オイル室の中をピストンロッドが移動し、オイル室に侵入した当該ピストンロッドの体積分のオイルがフリーピストンを押し下げてガス室を圧縮することにより減衰力を発生させる。 Conventionally, shock absorbers, particularly single cylinder shock absorbers, are divided into an oil chamber and a gas chamber by a free piston in one cylinder, and the piston rod moves through the oil chamber and enters the oil chamber. The oil corresponding to the volume of the piston rod depresses the free piston and compresses the gas chamber to generate a damping force.
このような単筒式ショックアブソーバにおいては、ピストンロッドの外周面をシールし、シリンダの内部の作動油が当該ピストンロッドの外周面から外部へ漏れることを防止するための密封装置が装着されている。 In such a single-cylinder shock absorber, a sealing device for sealing the outer peripheral surface of the piston rod and preventing leakage of hydraulic oil inside the cylinder from the outer peripheral surface of the piston rod is mounted. .
図4及び図5に示すように、従来の密封装置100は、補強環103、当該補強環103と一体形成されたシールリップ部101、および、当該補強環103と一体形成されたダストリップ部102を備えている。
As shown in FIGS. 4 and 5, the
補強環103は、金属の環状部材からなり、単筒式ショックアブソーバのシリンダ110の開口端が折り曲げられてなるカシメ部110aと、当該カシメ部110aよりも密封対象側(矢印a方向)に存在するロッドガイド115との間に挟持される。
The reinforcing
シールリップ部101は、補強環103の密封対象側(矢印a方向)の端面103aを覆うように一体形成された部分であり、外周側リップ101aおよび内周側リップ101bを有している。外周側リップ101aは、シリンダ110の内周面110aとロッドガイド115の外周面115aとの間を密封する部分である。内周側リップ101bは、密封装置100の装着時、ピストンロッド120の外周面120aと摺動可能に液密に接触されるリップ部分である。
The
ダストリップ部102は、補強環103の大気側(矢印b方向)の端面103bを覆うように一体形成された部分である。ダストリップ部102は、シールリップ部101よりも大気側(矢印b方向)に設けられ、密封装置100の装着時、ピストンロッド120の外周面120aと摺動可能に液密に接触されるリップ部分である。
The
このような構成の密封装置100が、シリンダ110とピストンロッド120との間に装着される際、シールリップ部101の内周側リップ101aがピストンロッド120の外周面120aに適切な締め代で接触される。これにより、密封装置100は、シリンダ110の内部の作動油がピストンロッド120の外周面120aから大気側(矢印b方向)へ流出することを防止している。
When the
しかしながら、近年、単筒式ショックアブソーバにおいては、高圧ガスの封入圧力の高圧化に伴い、シリンダ110の内部の作動油の油圧Fが内周側リップ101aの傾斜した斜面からなる背面部に加えられると、当該背面部(斜面)に平行な方向の分力Faが働くと同時に、当該背面部(斜面)に垂直な方向の分力Fbが働くことになる。
However, in recent years, in the single-cylinder shock absorber, the hydraulic pressure F of the hydraulic oil inside the
この分力Fbの存在によって、内周側リップ101aがピストンロッド120の外周面120aに押し付けられ、当該内周側リップ101aとピストンロッド120の外周面120aとの接触面積が増加し、内周側リップ101aの緊迫力が増大してしまう。この結果、内周側リップ101aの緊迫力の増大した接触部分が摩擦により抉(えぐ)れてしまう、所謂、抉れ摩耗が発生し、密封装置100のシール性が不安定になっていた。
Due to the presence of this component force Fb, the inner
そこで、このような抉れ摩耗の発生を防止する対策として、シールリップ部101にバックアップリングを追加した密封装置が提案されている(例えば、特許文献1参照。)。
In view of this, a sealing device in which a backup ring is added to the
図6に示すように、密封装置150は、金属の環状部材からなる補強環151、153、当該補強環151と一体形成されたシールリップ部152、補強環153と一体形成されたダストリップ部156、および、シールリップ部152の内周側(矢印d方向)に取り付けられたバックアップリング160を備えている。
As shown in FIG. 6, the
シールリップ152は、補強環151を密封対象側(矢印a方向)から覆うように一体形成され、図示しないシリンダの内周面と接触して密封する外周側シールリップ152aと、図示しないピストンロッドの外周面と摺動可能に接触して密封する内周側シールリップ152bとを備えている。
The
内周側シールリップ152bの内周側(矢印d方向)の端面には、軸線xに沿う断面における形状が内周側(矢印d方向)に向かって凸の楔形状の環状のリップ先端部152bsが形成されている。内周側シールリップ152bの外周側(矢印c方向)の背面部に形成された凹部には、リップ先端部152bsをピストンロッドの外周面に押し付けるための付勢力を付与するガータスプリング154が装着されている。
On the inner peripheral side (arrow d direction) end surface of the inner
バックアップリング160は、内周側シールリップ152bの内周側(矢印d方向)であって、リップ先端部152bsよりも大気側(矢印b方向)に形成された環状の凹部に配置され、当該内周側シールリップ152bと補強環153の密封対象側(矢印a方向)の端面との間に挟持された状態で装着されている。
The backup ring 160 is disposed in an annular recess formed on the inner peripheral side (arrow d direction) of the inner
したがって、内周側リップ152bがシリンダ内の作動油の油圧によりピストンロッドの外周面に押し付けられることになっても、バックアップリング160の内周面がピストンロッドの外周面に当接されて、それ以上、内周側リップ152bがピストンロッドの外周面に押し付けられることがない。このため、内周側リップ152bとピストンロッドの外周面との接触面積が増加することが抑制される。
Therefore, even if the inner
しかしながら上述した特許文献1の密封装置150によれば、内周側リップ152bとピストンロッドの外周面との接触面積の増加をバックアップリング160により効果的に抑制することが可能であるものの、当該バックアップリング160を追加する構成であるため、部品点数が増加し、構造が複雑化して製造コストが増大していた。
However, according to the
本発明は、上記の課題に鑑みなされたものであり、その目的は、シールリップと軸との接触面積の増大を抑制し得る簡易な構成かつ低コストな密封装置を提供することである。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a sealing device with a simple configuration and low cost that can suppress an increase in the contact area between the seal lip and the shaft.
上記目的を達成するために、本発明に係る密封装置は、軸線を中心とする環状の補強環と、前記軸線を中心とし、前記補強環と一体に形成された環状の弾性体からなる弾性体部とを備え、前記弾性体部は、前記軸線に沿った方向に延びるリップ本体部と、密封対象である軸の外周面に摺動可能に接触するように前記リップ本体部に形成されたリップ先端部とを持つ環状のシールリップと、前記シールリップに隣接して設けられ、前記軸線に沿った方向に突出した環状の突起部とを有し、前記突起部は、前記軸線とは直交する方向に平行で平坦な天井面を有する天井部分と、前記天井部分を前記軸線に沿った方向に支持し、当該天井部分を前記軸線とは直交する方向へ撓み可能に形成された頸部分とを持ち、前記突起部の前記天井部分が前記軸の外周面に向かって押下された場合に、当該天井部分が前記頸部分を介して前記軸線とは直交する方向へ撓み、当該天井部分の一部が前記リップ先端部の背向側となる前記リップ本体部の背面部と当接して環状空間が形成されることを特徴とする。 In order to achieve the above object, a sealing device according to the present invention is an elastic body comprising an annular reinforcing ring centered on an axis and an annular elastic body centered on the axis and integrally formed with the reinforcing ring. A lip body portion extending in a direction along the axis, and a lip formed on the lip body portion so as to slidably contact the outer peripheral surface of the shaft to be sealed. An annular seal lip having a tip portion, and an annular projection provided adjacent to the seal lip and projecting in a direction along the axis, the projection being orthogonal to the axis A ceiling portion parallel to the direction and having a flat ceiling surface; and a neck portion formed to support the ceiling portion in a direction along the axis and bendable in a direction perpendicular to the axis. And the ceiling portion of the protrusion is When pressed toward the outer peripheral surface, the ceiling portion bends in a direction perpendicular to the axis via the neck portion, and the ceiling portion is partly behind the lip tip portion. An annular space is formed in contact with the back surface of the main body.
本発明の一態様に係る密封装置において、前記環状空間が形成されると、前記リップ本体の背面部が前記天井部分により隠蔽されることを特徴とする。 In the sealing device according to an aspect of the present invention, when the annular space is formed, a back surface portion of the lip body is concealed by the ceiling portion.
本発明の一態様に係る密封装置において、前記弾性体部は、前記軸の外周面と摺動可能に接触するように、前記シールリップよりも大気側に設けられたダストリップを有することを特徴とする。 In the sealing device according to an aspect of the present invention, the elastic body portion includes a dust lip provided on the atmosphere side of the seal lip so as to be slidably in contact with the outer peripheral surface of the shaft. And
本発明によれば、シールリップと軸との接触面積の増大を抑制し得る簡易な構成かつ低コストな密封装置を実現することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the simple structure which can suppress the increase in the contact area of a seal lip and a shaft, and a low-cost sealing device can be realized.
以下、本発明の実施の形態について図面を参照し説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、本発明の実施の形態に係る密封装置がピストンロッドおよびシリンダの間に装着された状態を示す断面図である。図2は、本発明の実施の形態に係る密封装置の構成を示す拡大断面図である。図3は、本発明の実施の形態に係る密封装置の突起部と内周側シールリップの背面部とが接触して環状空間が形成されたときの状態を示す部分拡大断面図である。 FIG. 1 is a cross-sectional view showing a state where a sealing device according to an embodiment of the present invention is mounted between a piston rod and a cylinder. FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view showing the configuration of the sealing device according to the embodiment of the present invention. FIG. 3 is a partial enlarged cross-sectional view showing a state when the annular space is formed by contact between the protrusion of the sealing device according to the embodiment of the present invention and the back surface of the inner peripheral side seal lip.
以下、説明の便宜上、図1乃至図3において、軸線xに沿った矢印ab方向(以下、これを「ストローク方向」ともいう。)において、密封対象側とは、軸線x方向に沿った矢印a方向とし、大気側とは、軸線x方向に沿った矢印b方向とする。つまり、密封対象側とは、シリンダ110の内側であって作動油と面する方向である。大気側とは、アウターチューブ120の外側であって大気に面する方向である。また、軸線xと直交する矢印cd方向(以下、これを「径方向」ともいう。)において、外周側とは、軸線xから離れる矢印c方向とし、内周側とは軸線xに近づく矢印d方向とする。
Hereinafter, for convenience of description, in FIGS. 1 to 3, in the arrow ab direction along the axis x (hereinafter, also referred to as “stroke direction”), the sealing target side is the arrow a along the axis x direction. And the atmosphere side is the direction of the arrow b along the axis x direction. That is, the sealing target side is the direction inside the
<密封装置の構成>
図1および図2に示すように、本発明の実施の形態に係る密封装置1は、シリンダ110とピストンロッド120との間に装着され、特にピストンロッド120の外周面120aを密封してシリンダ110内の作動油の洩れを防止するものである。
<Configuration of sealing device>
As shown in FIGS. 1 and 2, the
密封装置1は、軸線xを中心とする環状の金属製の補強環2と、軸線xを中心とする環状の弾性体からなる弾性体部3とを備えている。弾性体部3は、補強環2全体を密封対象側(矢印a方向)、外周面側(矢印c方向)、内周面側(矢印d方向)、および、大気側(矢印d方向)から覆うように一体に取り付けられている。但し、弾性体部3は、補強環2の密封対象側(矢印a方向)の端面2aについては完全に覆っているが、補強環2の大気側(矢印b方向)の端面2bについては内周側(矢印d方向)の一部分だけを覆っている。
The
補強環2は、例えばプレス加工や鍛造によって断面矩形状に製造され、弾性体部3は成形型を用いて架橋(加硫)成型によって成型される。この架橋成型の際に、補強環2は成形型の中に配置されており、弾性体部3が架橋接着により補強環2に接着され、弾性体部3が補強環2と一体に成形される。
The reinforcing
なお、補強環2の金属材としては、例えば、ステンレス鋼やSPCC(冷間圧延鋼)がある。弾性体部3の弾性体としては、例えば、各種ゴム材がある。各種ゴム材としては、例えば、ニトリルゴム(NBR)、水素添加ニトリルゴム(H−NBR)、アクリルゴム(ACM)、フッ素ゴム(FKM)等の合成ゴムである。
Examples of the metal material of the reinforcing
弾性体部3は、補強環2を密封対象側(矢印a方向)から覆う環状のシールリップ部4、および、当該シールリップ部4よりも大気側(矢印b方向)に形成され、補強環2を大気側(矢印b方向)から覆う環状のダストリップ部5を備えている。
The
シールリップ部4は、外周側リップ31、内周側リップ32、および、突起部33を備えている。外周側リップ31は、補強環2の外周側(矢印c方向)の端部から軸線xに沿ったストローク方向(矢印ab方向)の密封対象側(矢印a方向)へ延びたリップ部分である。外周側リップ31の外周側(矢印c方向)の端面には、シリンダ110の内周面110aと摺動可能に接触して密封する凸のリップ先端部31aが形成されている。
The seal lip 4 includes an outer
シールリップとしての内周側リップ32は、補強環2の内周側(矢印d方向)の端部から軸線xに沿ったストローク方向(矢印ab方向)の密封対象側(矢印a方向)へ延びたリップ本体部321と、当該リップ本体321の内周側(矢印d方向)の端面に一体に形成されたリップ先端部322とを備えている。リップ先端部322は、軸線xに沿う断面における形状がリップ本体部321の内周側(矢印d方向)の端面から内周側(矢印d方向)に向かって凸の環状の楔形状に形成されている。
The inner
リップ本体部321は、リップ先端部322の背向側(外周側(矢印c方向))となる背面323と、当該リップ先端部322および当該背面323と連続し、径方向(矢印cd方向)に沿って平行かつ平坦な天井面324を有している。なお、背面323は、天井面324から補強環2へ向かって外周側(矢印c方向)に傾斜した傾斜面である。
The lip
突起部33は、外周側リップ31と内周側リップ32との間であって、当該内周側リップ32と所定の距離だけ隔てた位置に当該内周側リップ32と隣接して形成され、軸線xに沿ったストローク方向(矢印ab方向)の密封対象側(矢印a方向)へ突出した突起状の部分である。
The
突起部33は、天井部分331、および、頸部分339を備えている。天井部分331は、軸線xと直交する径方向(矢印cd方向)に平行かつ平坦な天井面332を有する環状の部位である。
The protruding
突起部33は、天井面332と直交する方向、すなわち、軸線xに沿ったストローク方向(矢印ab方向)に平行かつ平坦な内周側の端面(以下、これを「内周側端面」ともいう。)334、当該内周側端面334と平行かつ平坦な外周側の端面(以下、これを「外周側端面」ともいう。)335、天井面332と外周側端面335とを繋ぐ傾斜面336を有している。この傾斜面336は、ロッドガイド115(図1参照。)から大気側(矢印b方向)へ凸の台形状に突出した凸部116の内周側傾斜面116aと平行に形成されている。
The
頸部分339は、当該天井部分331を軸線xと直交する径方向(矢印cd方向)へ撓み可能に形成した環状の部位であり、天井部分335を軸線xに沿った方向に支持している。ここで、頸部分339は、天井部分331の径方向(矢印cd方向)の外径D1よりも小さな外径D2を有している。この結果、天井部分331と頸部分339との間には、外周側括れ部33pgおよび内周側括れ部33piが形成されている。外周側括れ部33pgは、内周側(矢印d方向)へ略半円状に大きく括れて形成されている。一方、内周側括れ部33piは、外周側括れ部33pgよりも外周側(矢印c方向)へ小さく括れて形成されている。
The
ダストリップ部5は、補強環2の内周側(矢印d方向)の端部から軸線xに沿ったストローク方向(矢印ab方向)の大気側(矢印b方向)へ延びたリップ部分である。ダストリップ部5の内周側(矢印d方向)の端面には、ピストンロッド120の外周面120aと摺動可能に接触して密封する凸のリップ先端部5aが形成されている。
The
<作用および効果>
このような構成の密封装置1は、ピストンロッド120とシリンダ110との間に装着された場合、シールリップ部4の内周側リップ32がピストンロッド120の外周面120aに適切な締め代で接触される。これにより、密封装置1は、シリンダ110の内部の作動油がピストンロッド120の外周面120aから大気側(矢印b方向)へ流出することを防止することができる。
<Action and effect>
When the
密封装置1が装着されるとき、図3に示すように、シールリップ部4の突起部33の傾斜面336がロッドガイド115の凸部116の内周側傾斜面116aと当接し、当該凸部116により突起部33が軸線xとは直交する径方向(矢印cd方向)の内周側(矢印d方向)へ押下される。
When the
この場合、突起部33は頸部分339の存在により内周側(矢印d方向)へ倒れるように撓み、当該突起部33の内周側端面334が内周側リップ32の背面323の密封対象側(矢印a方向)の端部と当接されることになる。この結果、突起部33の内周側括れ部33piと、内周側リップ32の背面323とによって、シールリップ部4において閉じられた環状空間ICが形成され、内周側リップ32の背面323が突起部33の天井部分331により隠蔽される。
In this case, the
これにより、ピストンロッド120の動作に応じてシリンダ110内の作動油の油圧が上昇し、突起部33の天井部分331の天井面332に油圧Fが加えられることになった場合でも、内周側リップ32の背面323である傾斜面に油圧Fが加えられずに済む。
Accordingly, even when the hydraulic pressure of the hydraulic oil in the
したがって、従来のように、油圧Fにより内周側リップ32をピストンロッド120の外周面120aに押し付けるような分力Fb(図4参照。)が作用することはなく、内周側リップ32とピストンロッド120の外周面120aとの接触面積が増加することを抑制することができる。かくして、密封装置1は、内周側リップ101aに抉れ摩耗が発生することを防止してシール性を安定させることができる。
Therefore, unlike the prior art, a component force Fb (see FIG. 4) that presses the inner
また、密封装置1は、従来のバックアップリング160等を用いることなく、シールリップ部4の外周側リップ31および内周側リップ32とともに一体形成した突起部33の存在により、上述したような作用効果を奏することができるので、簡易な構成でありながら、シール性の低下を防止し、安定した密封性能を維持することができる。
Further, the
かくして、内周側シールリップ32とピストンロッド120の外周面120aとの接触面積の増大を抑制し得る簡易な構成かつ低コストな密封装置1を実現することができる。
Thus, the
<他の実施の形態>
なお、上述した実施の形態においては、内周側リップ32と隣接して突起部33を一体に形成するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、内周側リップ32の背面323を突起部33の天井部分331により隠蔽することが出来るのであれば、内周側リップ32と突起部33とを別体に形成するようにしてもよい。
<Other embodiments>
In the above-described embodiment, the case where the
また、上述した実施の形態においては、シールリップとしての内周側リップ32に隣接して突起部33を設けるようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、シールリップとして外周側リップ31に隣接して突起部33を設け、内周側リップ32および外周側リップ33の双方に突起部33を設けるようにしてもよい。
In the above-described embodiment, the case where the
以上、本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明は上記の実施の形態に係る密封装置1に限定されるものではなく、本発明の概念および特許請求の範囲に含まれるあらゆる態様を含む。また、上述した課題および効果の少なくとも一部を奏するように、各構成を適宜選択的に組み合わせてもよい。例えば、上記実施の形態における各構成要素の形状、材料、配置、サイズ等は、本発明の具体的使用態様によって適宜変更され得る。
The preferred embodiment of the present invention has been described above. However, the present invention is not limited to the
本願発明の密封装置は、自動車または自動二輪車の油圧緩衝器に適用するようにした場合について述べた。しかしながら、本願発明の密封装置が利用されるものは、これに限らず、ピストンロッドおよびシリンダとの間に装着されて、シリンダ内の油圧の影響を受けるその他種々の車両や産業機械等の油圧緩衝器に利用することが可能である。 The case where the sealing device of the present invention is applied to a hydraulic shock absorber of an automobile or a motorcycle has been described. However, the sealing device of the present invention is not limited to this, and is mounted between the piston rod and the cylinder, and is used for hydraulic buffering of various other vehicles and industrial machines that are affected by the hydraulic pressure in the cylinder. It can be used for a vessel.
1、100 密封装置
2 補強環
3 弾性体部
4 シールリップ部
5 ダストリップ部
5a リップ先端部
23 固定密着部
24 リップ支持部
24a 内周面
24b 外周面
25 第1ダストリップ
25s リップ先端部
26 ガータスプリング
27 凹部
29 第2ダストリップ
31 外周側リップ
31a リップ先端部
32 内周側リップ(シールリップ)
33 突起部
33pg 外周側括れ部
33pi 内周側括れ部
110 シリンダ
115 ロッドガイド
116 凸部
116a 内周側傾斜面
120 ピストンロッド(軸)
120a 内周面
321 リップ本体部
322 リップ先端部
323 背面
324 天井面
331 天井部分
332 天井面
334 内周側端面
335 外周側端面
336 傾斜面
339 頸部分
x 軸線
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,100
33 Protruding part 33pg Outer peripheral side constricted part 33pi Inner peripheral side constricted
120a Inner
Claims (3)
前記軸線を中心とし、前記補強環と一体に形成された環状の弾性体からなる弾性体部とを備え、
前記弾性体部は、
前記軸線に沿った方向に延びるリップ本体部と、密封対象である軸の外周面に摺動可能に接触するように前記リップ本体部に形成されたリップ先端部とを持つ環状のシールリップと、
前記シールリップに隣接して設けられ、前記軸線に沿った方向に突出した環状の突起部と
を有し、
前記突起部は、
前記軸線とは直交する方向に平行で平坦な天井面を有する天井部分と、
前記天井部分を前記軸線に沿った方向に支持し、当該天井部分を前記軸線とは直交する方向へ撓み可能に形成された頸部分と
を持ち、
前記突起部の前記天井部分が前記軸の外周面に向かって押下された場合に、当該天井部分が前記頸部分を介して前記軸線とは直交する方向へ撓み、当該天井部分の一部が前記リップ先端部の背向側となる前記リップ本体部の背面と当接される
ことを特徴とする密封装置。 An annular reinforcing ring centered on the axis;
An elastic body portion made of an annular elastic body formed integrally with the reinforcing ring around the axis.
The elastic body part is
An annular seal lip having a lip body extending in a direction along the axis, and a lip tip formed on the lip body so as to slidably contact an outer peripheral surface of a shaft to be sealed;
An annular protrusion provided adjacent to the seal lip and protruding in a direction along the axis;
The protrusion is
A ceiling portion having a flat ceiling surface parallel to a direction orthogonal to the axis;
The ceiling portion is supported in a direction along the axis, and the ceiling portion has a neck portion formed so as to be able to bend in a direction orthogonal to the axis.
When the ceiling portion of the protrusion is pressed toward the outer peripheral surface of the shaft, the ceiling portion bends in a direction perpendicular to the axis via the neck portion, and a part of the ceiling portion is A sealing device, wherein the sealing device is in contact with a back surface of the lip main body portion which is a back side of the lip tip portion.
ことを特徴とする請求項1に記載の密封装置。 An annular space is formed between the ceiling portion and the lip body portion when a part of the ceiling portion is in contact with the back surface of the lip body portion, and the back surface of the lip body portion is concealed by the ceiling portion. The sealing device according to claim 1, wherein:
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の密封装置。 3. The sealing according to claim 1, wherein the elastic body portion includes a dust lip provided on the atmosphere side of the seal lip so as to slidably contact the outer peripheral surface of the shaft. apparatus.
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